CN104177030A - 一种聚氨酯环氧水泥砂浆及其制备方法 - Google Patents

一种聚氨酯环氧水泥砂浆及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种聚氨酯环氧水泥砂浆及其制备方法，水泥100～130份、砂子300～500份、水25～85份、环氧树脂80～120份、固化剂30～50、稀释剂15～30份、双组份聚氨酯20～30份；所述双组份聚氨酯包括A组分10～15份和B组分10～15份。将聚氨酯树脂和环氧树脂均匀的分散在水泥砂浆中，水泥的水化以及聚氨酯和环氧树脂的固化同时进行，形成相互填充整体结构，从而提高了水泥的各项性能，克服了普通砂浆因拉压比低，干缩变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差，密度大等缺点，具有耐磨、耐化学腐蚀、强度高，抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。

Description

一种聚氨酯环氧水泥砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种聚氨酯水泥砂浆，尤其涉及的是一种聚氨酯环氧水泥砂浆及其制备方法。
背景技术
普通砂浆因干缩变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差，密度大，其使用范围受到很大的限制。要进一步提砂浆的性能,就要改进胶结材料的性能,因此出现了聚合物砂浆。聚氨酯环氧树脂砂浆是用聚氨酯和环氧树脂胶粘剂部分代替水泥，以砂子骨料，经混合、成型、固化而成的一种复合材料，是聚合物砂浆的一种。聚氨酯环氧树脂砂浆结合了聚氨酯的卓越的耐磨性、韧性以及环氧树脂的强度高，抗冲击强度大硬度和施工方便性的特点，具有耐磨、耐化学腐蚀、强度高，抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。
中国专利申请CN103420657A，名称：一种聚氨酯水泥砂浆及其制备方法，公开了在水泥砂浆中引入少量的聚氨酯树脂，将其均匀的分散在水泥基材中形成聚氨酯水泥砂浆，制备该种砂浆用得是油性聚氨酯，同时又加入了双组份聚氨酯，硅丙改性水性环氧乳液容易破乳凝胶，以及水泥的强碱性条件下，能迅速引发浆体固化，造成材料的整体强度不高。
分散过程中聚氨酯树脂很难均匀，容易造成砂浆凝固过程局部应力集中，影响整体材料使用寿命。
中国专利申请CN102358686A，名称：水性环氧水泥砂浆，公开了A组份为高性能硅丙改性水性环氧乳液，B组份为混合改性胺固化剂，C组份为由水泥、细骨料和粉料组成的混合干料，三组分混合而成。在制备水性环氧水泥砂浆时，采用可溶于水的引发还原体系，在强碱性条件下，能迅速引发浆体固化，造成材料的整体强度不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种聚氨酯环氧水泥砂浆及其制备方法，将聚氨酯树脂和环氧树脂均匀的分散在水泥砂浆中，水泥的水化以及聚氨酯和环氧树脂的固化同时进行，形成相互填充整体结构。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明的一种聚氨酯环氧水泥砂浆，按重量计，包括以下组分：水泥100～130份、砂子300～500份、水25～85份、环氧树脂80～120份、固化剂30～50、稀释剂15～30份、双组份聚氨酯20～30份；所述双组份聚氨酯包括A组分10～15份和B组分10～15份，所述A组分为聚醚220、聚醚330、聚醚4110、聚醚403、聚醚330NG中的一种或多种、稀释剂、有机硅消泡剂按重量比例1～10：2～6：0.01～3均匀混合；B组分为液化4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI和甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
作为本发明的优选方式之一，所述水泥选自硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫酸盐水泥中的一种或多种。
所述砂子为粒径小于0.8mm的河砂。砂子的粒径越小，其粘合程度也就越高，河砂价格低，整体成本降低。
作为本发明的优选方式之一，所述环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-51中的一种或多种。
作为本发明的优选方式之一，所述固化剂为酰胺类、脂肪胺、改性胺、酸酐类、液态橡胶中的一种或多种。
作为本发明的优选方式之一，所述稀释剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯中的一种或多种。
一种聚氨酯环氧水泥砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)常温常压下，将环氧树脂、固化剂和稀释剂混合并搅拌均匀；
(2)将水泥、砂子、水依次加入步骤(1)所得的混合物混合均匀后，然后加入双组份聚氨酯中的A组分混合搅拌均匀后，再加入双组份聚氨酯中的B组分混合搅拌均匀，得到聚氨酯环氧水泥砂浆。
首先加入聚氨酯A组分，能使A组分容易在其他组分中分散，再加入B组分混合。能使得聚氨酯在整过体系中分散的更加均匀。双组分聚氨酯更容易分散，单组分聚氨酯不易分散均匀。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明将聚氨酯树脂和环氧树脂均匀的分散在水泥砂浆中，水泥的水化以及聚氨酯和环氧树脂的固化同时进行，形成相互填充整体结构，从而提高了水泥的各项性能，实验测得28天聚氨酯环氧水泥砂浆的抗压强度不小于60MPa，抗折强度不小于12.0MPa，吸水率不大于0.05％，收缩率不大于0.5％。克服了普通砂浆因拉压比低，干缩变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差，密度大等缺点，具有耐磨、耐化学腐蚀、强度高，抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的聚氨酯环氧水泥砂浆，组分按重量计包括：硅酸盐水泥：砂子：水：环氧树脂E-44：液态橡胶：丙酮：双组份聚氨酯为100：300：25：80：30：15：30。
双组份聚氨酯中A组分为聚醚220：丙酮：有机硅消泡剂为10：4.97：0.03；B组分为15份液化MDI。
常温常压下，将环氧树脂、固化剂和稀释剂混合并搅拌均匀；将水泥、砂子、水依次加入所得的混合物混合均匀后，然后加入双组份聚氨酯中的A组分混合搅拌均匀后，再加入双组份聚氨酯中的B组分混合搅拌均匀，得到聚氨酯环氧水泥砂浆。
将搅拌好的聚氨酯环氧水泥砂浆注入模具，参照DL/T 5126-2001对聚氨酯环氧水泥砂浆抗压及抗折强度进行测试，测得28天聚氨酯环氧水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、吸水率和收缩率分别是80MPa、13.2MPa、0.04％和0.23％。
实施例2
本实施例的聚氨酯环氧水泥砂浆，组分按重量计包括：硫铝酸盐水泥：砂子：水：环氧树脂E-51：酰胺类固化剂：乙酸乙酯：双组份聚氨酯为130：400：40：100：40：20：30。
双组份聚氨酯中A组分为聚醚4110：乙酸乙酯：有机硅消泡剂为8：4：3；B组分为15份多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI。
常温常压下，将环氧树脂、固化剂和稀释剂混合并搅拌均匀；将水泥、砂子、水依次加入所得的混合物混合均匀后，然后加入双组份聚氨酯中的A组分混合搅拌均匀后，再加入双组份聚氨酯中的B组分混合搅拌均匀，得到聚氨酯环氧水泥砂浆。
将搅拌好的聚氨酯环氧水泥砂浆注入模具，参照DL/T 5126-2001对聚氨酯环氧水泥砂浆抗压及抗折强度进行测试，测得28天聚氨酯环氧水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、吸水率和收缩率分别是68MPa、12.3MPa、0.07％和0.20％。
实施例3
本实施例的聚氨酯环氧水泥砂浆，组分按重量计包括：硫酸盐水泥：砂子：水：环氧树脂E-51：酸酐类固化剂：乙酸甲酯：双组份聚氨酯为110：500：60：100：50：：25：30。
双组份聚氨酯中A组分为聚醚403：乙酸甲酯：有机硅消泡剂为8：4：3；B组分为15份甲苯二异氰酸酯。
常温常压下，将环氧树脂、固化剂和稀释剂混合并搅拌均匀；将水泥、砂子、水依次加入所得的混合物混合均匀后，然后加入双组份聚氨酯中的A组分混合搅拌均匀后，再加入双组份聚氨酯中的B组分混合搅拌均匀，得到聚氨酯环氧水泥砂浆。
将搅拌好的聚氨酯环氧水泥砂浆注入模具，参照DL/T 5126-2001对聚氨酯环氧水泥砂浆抗压及抗折强度进行测试，测得28天聚氨酯环氧水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、吸水率和收缩率分别是75MPa、12.0MPa、0.03％和0.17％。
实施例4
本实施例的聚氨酯环氧水泥砂浆，组分按重量计包括：硫酸盐水泥：砂子：水：环氧树脂E-44：脂肪胺固化剂：乙酸丁酯：双组份聚氨酯为：120：500：85：120：50：25：20。
双组份聚氨酯中A组分为聚醚403：乙酸丁酯：有机硅消泡剂为6：2：2；B组分为10份甲苯二异氰酸酯。
常温常压下，将环氧树脂、固化剂和稀释剂混合并搅拌均匀；将水泥、砂子、水依次加入所得的混合物混合均匀后，然后加入双组份聚氨酯中的A组分混合搅拌均匀后，再加入双组份聚氨酯中的B组分混合搅拌均匀，得到聚氨酯环氧水泥砂浆。
将搅拌好的聚氨酯环氧水泥砂浆注入模具，参照DL/T 5126-2001对聚氨酯环氧水泥砂浆抗压及抗折强度进行测试，测得28天聚氨酯环氧水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、吸水率和收缩率分别是81MPa、11.5MPa、0.04％和0.19％。

Claims (7)

1.一种聚氨酯环氧水泥砂浆，其特征在于，按重量计，包括以下组分：水泥100～130份、砂子300～500份、水25～85份、环氧树脂80～120份、固化剂30～50、稀释剂15～30份、双组份聚氨酯20～30份；所述双组份聚氨酯包括A组分10～15份和B组分10～15份，所述A组分为聚醚220、聚醚330、聚醚4110、聚醚403、聚醚330NG中的一种或多种、稀释剂、有机硅消泡剂按重量比例1～10：2～6：0.01～3均匀混合；B组分为液化4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI和甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯环氧水泥砂浆，其特征在于，所述水泥选自硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫酸盐水泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯环氧水泥砂浆，其特征在于，所述砂子为粒径小于0.8mm的河砂。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯环氧水泥砂浆，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-51中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯环氧水泥砂浆，其特征在于，所述固化剂为酰胺类、脂肪胺、改性胺、酸酐类、液态橡胶中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯环氧水泥砂浆，其特征在于，所述稀释剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种聚氨酯环氧水泥砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)常温常压下，将环氧树脂、固化剂和稀释剂混合并搅拌均匀；
(2)将水泥、砂子、水依次加入步骤(1)所得的混合物混合均匀后，然后加入双组份聚氨酯中的A组分混合搅拌均匀后，再加入双组份聚氨酯中的B组分混合搅拌均匀，得到聚氨酯环氧水泥砂浆。
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